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Absperrvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Kammer, die zwischen mit derAussenseite des Gehäuses in Verbindung stehenden Kanälen angeordnet ist und in welcher ein zwischen einer Durchlassstellung und einer Absperrstellung bewegliches Absperrorgan angeordnet ist, an dem mit seinem inneren Ende ein Sitzring anliegt, der in einem Kanal axial verschiebbar geführt ist, innerhalb dessen im Gehäuse eine dem Absperrorgan abgekehrte Schulter vorgesehen ist, an welcher ein den Sitzring umschliessender Dichtring anliegt.
Bei einer bekannten Absperrvorrichtung der vorgenannten Art greift am Sitzring eine Feder an, welche den Sitzring gegen das Absperrorgan presst. Die direkt am Sitzring angreifende Feder bewirkt nun, dass der Dichtring mit verhältnismässig grosser Kraft gegen das Absperrorgan gepresst wird. Dadurch ist zur Betätigung des Absperrorgans ein ziemlich hohes Drehmoment erforderlich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sich unter Aufrechterhaltung einer einwandfreien Abdichtung das Absperrorgan verhältnismässig leicht bewegen lässt.
Dies wird nun erfindungsgemäss durch Federmittel erreicht, durch welche der Dichtring abdichtend gegen die Gehäuseschulter und den Sitzring und der Sitzring wieder mit geringerem Druck gegen das Absperrorgan gepresst wird.
Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung wird eine einwandfreie Abdichtung erreicht, da durch die Federkraft der Dichtring fest gegen die Gehäuseschulter und den Sitzring gepresst wird. Ein Teil der Federkraft wirkt auch auf den Sitzring ein, der dadurch gegen das Absperrorgan gedrückt wird. Die auf den Sitzring einwirkende Komponente der Federkraft ist jedoch so gering, dass sich das Absperrorgan noch einwandfrei betätigen lässt.
Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen sind durchwegs gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile benutzt worden. Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines nach dem bevorzugten Erfindungsmuster konstruierten Schiebers mit dem Sperrglied in offener Stellung. Fig. 2 ist ein vergrösserter Schnitt eines Teiles des Oberstromsitzes eines solchen Schiebers, jedoch mit dem Sperrglied in geschlossener Stellung. Fig. 2A ist ein weiterer vergrösserter Schnitt des Dichtringes und Teiles des Sitzes und der Vorspannmittel des Schiebers der Fig. 1 und 2 ; alle diese Teile sind jedoch aus den in gebrochenen Linien gezeichneten Lagen zum Sperrglied vorgerückt. Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Form des bevorzugten Erfindungsmusters.
Fig. 4 ist eine der Fig. 2A ähnliche Ansicht einer andern Abwandlung des bevorzugten Erfindungsmusters. Fige 5 ist eine den Fig. 2 und 3 ähnliche Ansicht eines andern Erfindungsmusters, bei dem die Vorspannung mit zwei getrennten Federelementen durchgeführt wird.
Im einzelnen zeigen-nun die obigen Zeichnungen zunächst in Fig. 1 den Hahn 10 ; er enthält ein Hahngehäuse 11 mit einer Kammer 12 darin zwischen Führungen 13 und 14, die mit den gegenüberliegenden Gehäuseenden Verbindung haben. Ein Hahnküken 15 mit einer Öffnung 16 darin lässt sich innerhalb der Kammer zwischen einer offenen Stellung, in der die Öffnung mit den Führungen 13 und 14 fluchtet (s. Fig. l), und einer geschlossenen Stellung, in der diese Öffnung quer zu den Führungen steht, drehen. Wie man in Fig. l sieht, hat das Hahnküken im wesentlichen Kugelgestalt und wird an seinen ge-
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genüberliegenden Enden zwecks Drehung mit Hilfe von Zapfen 17 und 18 in Lagern 19 bzw. 20 am Gehäuse aufgenommen.
Wie die Fig. 1 weiter zeigt, ragt der Zapfen 17 aus dem Hahngehäuse nach aussen heraus, um ein Ende 21 zur Verbindung mit einem geeigneten Werkzeug zum Drehen des Hahnkükens zwischen den offenen und geschlossenen Stellungen darzubieten ; der Zapfen wird von einem Dichtring 22 innerhalb des Lagers 19 so umgeben, dass das Entweichen von Leitungsflüssigkeit aus der Kammer 12 verhindert wird.
Ein Flansch 23 ist mit dem Ende jeder Führung 13 und 14 des Hahngehäuses verbunden und hat ein Innenrohrstück 24, das eng in diese Führung hinein passt, um einen ringförmigen Sitz 25 festzuhalten, der dort aufgenommen wird, um sich mit seinem inneren Ende an das Hahnküken 15 anzuschmiegen. Wie man in Fig. 1 sehen kann, bilden die Öffnung 16 durch das Hahnküken 15, die Bohrung durch die Sitze 25 und die inneren Durchmesser der Flanschrohrstücke 24 einen stetigen Flussdurchgang durch den Hahn in der offenen Stellung des Hahnkükens.
Wie die Fig. 1 ebenfalls zeigt, trägt das Hahnküken 15 an jeder seiner Seiten ein Paar Klauen 26 zum Eingriff mit rings um das innere Ende jedes Sitzes 25 vorhandenen Zähnen 27. Diese Klauen sind so angeordnet und geführt, dass sie jeden Sitz um einen vorbestimmten Betrag um dessen Achse herum jedesmal dann drehen, wenn das Hahnküken von der geschlossenen in die offene Lage bewegt wird. Auf diese Weise wird der Verschleiss um den Sitz herum infolge des Flüssigkeitsaufpralles während des Öffnens und Schliessens des Hahnkükens gleichmässig um den Umfang herum verteilt.
Am inneren Ende jedes Sitzkörpers befindet sich eine ringförmige Nut, die einen Verschleissring 28 aus verformbarem Dichtmaterial, z. B. aus Polytetrafluoräthylen (bekannt unter der Markenbezeichnung "Teflon") aufnimmt, das sich abdichtend an dem Hahnküken anschmiegt. Insbesondere kann, wie-weiter unten beschrieben wird, jeder Sitz abdichtend axial und drehbar mit Bezug auf die Führung, in der er sitzt, so gleiten, dass die an seinem äusseren Ende angreifende Leitungsflüssigkeit den Verschleissring 28 zum dichteren Anschmiegen an die Oberfläche des Hahnkükens drängt. Wenn also z. B. die Führung 14
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Einlassaufwärtige Flüssigkeitsdruck beim Schliessen des Hahns den Sitz und Verschleissring dicht in abdichtende Anschmiegung an das Hahnküken.
Offensichtlich gestattet die Anordnung des identischen Sitzes an der gegenüberliegenden Seite des Hahnkükens eine Strömungsumkehr, so dass dann die Führung 13 den Einlass des Hahns darstellen würde.
Wie man am besten in Fig. 2 sieht, steht der Ring 28 aus dem inneren Ende des Sitzkörpers so heraus, dass er als erster das Hahnküken berührt. Insbesondere ist das innere Ende des Ringes 28 so gestaltet, dass es eine Abdichtung mit dem Hahnküken über eine Ringfläche bildet, die durch seinen inneren und äusseren Durchmesser definiert ist. Einerlei jedoch, ob dieser Ring aus "Teflon" oder irgendeinem andern verformbaren Dichtmaterial gefertigt ist, beeinflusst immer die Kraft, mit der er anfangs gegen das Hahnküken 15 vorgespannt ist, unmittelbar das beim Bewegen des Hahnkükens zwischen offenen und geschlossenen Stellungen erforderliche Drehmoment.
Auch wandert, wie bereits erwähnt, ein Teil der durch das Hahnküken gehenden Öffnung 16 an einem Teil des Verschleissringes 28 vorbei und legt ihn bloss, wenn sich das Hahnküken dreht. Während der Zeit, in der das innere Ende des Verschleissringes nicht unterstützt wird, wird es sich, falls es zu stark vorgespannt ist. in die Öffnung hinein so ausdehnen, dass, wenn der gegenüberliegende Teil der durch das Hahnküken gehenden Öffnung vorbeiwandert, ein Teil des Ringes abgeschert oder mindestens so weit beschädigt werden kann, dass er mit Bezug auf das Hahnküken keine wirksame Abdichtung mehr bildet.
Wie die Fig. 1. 2 und 2A zeigen, umgibt ein Ring 29 aus Dichtmaterial, z. B."Teflon"den Sitz 25 zum Abdichten zwischen ihm und der Führung 14. Wie die Fig. l und 2 ebenfalls zeigen und wie genauer im folgenden beschrieben wird, werden sowohl der Dichtring 29 als auch der Verschleissring 28 in abdichtende Einschmiegung zwischen dem Sitz und dem Gehäuse bzw. zwischen dem Sitz und dem Hahnküken mit Hilfe eines Unterlegfederringes 30 vorgespannt, der zwischen dem Rohrstück 24 und einem Ring 31 aus hartem Material tätig ist ; letzterer drückt zwischen dem Kopf des Federringes und der äusseren Seite des Dichtringes 29.
Wie ebenfalls die Fig. 1 und 2 zeigen, wird ein O-Ring 32 um den Sitz 25 innerhalb des Dichtringes 29 getragen, um ein Hindernis zu bilden, das kleine feste Teilchen am Rückfluss zwischen dem Sitz und der Führung in die Höhlung für den Dichtring 29 hindert.
Wie die Fig. 2 und 2A zeigen, befindet sich am Hahngehäuse in der Führung 14 eine Schulter 33, die sich nach aussen mit Bezug auf die Führungsachse erweitert und von der Kammer 12 zwecks Anschmiegung durch eine in ähnlicher Weise abgeschrägte, ringförmige Oberfläche 34 an der äusseren Oberfläche des Dichtringes 29 weg zeigt. Auch an dem Sitz 25 befindet sich eine Schulter 35 zwecks Anschmiegung durch eine abgeschrägte Oberfläche 36 an der inneren Fläche von 29. Die Schultern 33 und 35 bilden al-
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so eine nach aussen sich öffnende Nut, in welche die konvergierenden Oberflächen 34 und 36 des Dichtringes 29 zügig hineinpassen.
Noch spezieller schneiden sich die-inneren und äusseren ringförmigen Oberflächen 36 bzw. 34 am Dichtring 29 miteinander an dem einen Ende und mit einer Stirnfläche des Ringes an dem andern Ende ; der Schnitt der inneren Oberfläche mit der Stirnfläche liegt radial innerhalb des Schnittes der äusseren Oberfläche mit dieser Stirnfläche, der auch radial ausserhalb des Schnittes dieser Oberflächen miteinander liegt.
Der Federring 30 wird zwischen dem Flanschrohrstück 24 und dem Druckring 31 so gehalten, dass er genügend Kraft auf den Dichtring 29 überträgt, um dessen innere Spannung über die Elastizitätsgrenze des "Teflon" anzuheben. Hiedurch werden die Oberflächen 34 und 36 des Ringes veranlasst, eine gleichförmige Dichtung längs der Schultern 33 bzw. 35 zu bilden und einen Teil der Federkraft auf den Sitz und so auf den Verschleissring 28 zu übertragen. Wie zuvor angedeutet wurde, hängt der so übertragene Teil der Kraft vom Verhältnis der auf eine Ebene quer zur Führungsachse projizierten Flächen der Oberflächen 34 und 36 ab. Wie man also aus den Fig. 1 und 2 sehen kann. beträgt die den Ring 28 vorbelastende Kraft etwa ein Viertel der Kraft, mit der der Dichtring 29 vorbelastet ist.
Natürlich kann die Aufweitung der Schultern und die entsprechende Schrägung der Oberflächen des Ringes 29 auf abweichende Verhältnisse eingestellt werden.
Wenn der Sitz 25 nach innen zum Hahnküken hin aus der in Fig. 2A gebrochen gezeichneten in die voll ausgezeichnete Stellung wandert, zieht sich der Dichtring 29 ein wenig am Umfang zusammen, wenn er nach innen längs der Schultern 33 und 35 wandert. Diese Schräge der Schultern erleichtert also das Aufrechterhalten einer festen Abdichtung zwischen dem Ring und den Schultern, da keine Notwendigkeit besteht, um irgendwelche scharfen Ecken oder Biegungen herumzufliessen. Diese Anschrägung der Schulter 33 sorgt auch für eine bessere Übertragung der Kraft von der Feder 30, wenn sie den Ring 29 veranlasst, fest gegen die Sitzschulter 35 abzudichten.
Da ausserdem das Material des Dichtringes 29 über seine Elastizitätsgrenze hinaus vorgespannt wird, braucht die Oberfläche der Schulter 33 zum Aufrechterhalten der abdichtenden Anschmiegung nicht glatt bearbeitet zu werden, denn das Material kann fliessen.
Weiterhin ist keine Drehung der Oberfläche 34 des Dichtringes relativ zur Oberfläche 33 nötig.
Die in Fig. 3 gezeigte Abwandlung ähnelt dem, was zuvor im Zusammenhang mit den Fig. l, 2 und 2A beschrieben ist mit der Ausnahme, dass das äussere Ende des Sitzes 25 bei 37 auf einen dem äusseren Durchmesser des Verschleissringes 28 im wesentlichen gleichen Durchmesser vermindert ist, um in einem Ringkörper 38 hin und her zu gehen, der durch das Ende der Führung 14 aufgenommen ist. Auf diese Weise ist die Flüssigkeit in der Kammer 12 frei, um sich auf gleichen und gegenüberliegenden Flächen am Sitzring zu betätigen und diese abzugleichen, soweit der Leitungsdruck im Hahn in Betracht kommt.
In diesem Fall wird der Ring 32 um den verminderten Durchmesser 37 des Sitzes zur Zusammenarbeit mit einer gegenüberliegenden Oberfläche am Ringkörper 38 für den Schutz des Dichtringes 29 getragen.
Dieser Ringkörper 38 wird durch das Ende der Führung 14 vor dem Einbau des Flanschrohrstückes 24 eingesetzt und trägt einen Dichtring 39 aus"Teflon"od. dgl., der gegen eine Schulter 39a in der Führung gehalten wird, um im Ergebnis einen Teil des Hahngehäuses zu bilden. Die Körperschulter 33 also, an die sich die Oberfläche 34 des Dichtringes 29 anschmiegt, wird auf diesem getrennten Anpassungskörper getragen und die Kraft der Feder 30 auf diesen Dichtring wird durch diese Schulter übertragen, um nachgiebig den Dichtring 39 gegen die Schulter 39a in der beschriebenen Weise zu drängen.
Es ist in dieser Hinsicht zu bemerken, dass die Schulter 39a die gleiche Stelle einnimmt wie die Schulter 33 bei dem in den Fig. l, 2 und 2A beschriebenen Erfindungsmuster, so dass die Sitzanordnung der Abwandlung der Fig. 3 mit der Sitzanordnung des vorbeschriebenen Musters austauschbar ist.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Abwandlung ist der Dichtring 29a aus einem andern verformbaren Dichtmaterial a1s "Teflon" gefertigt. z. B. aus Blei, das andere wünschenswerte Eigenschaften haben kann, die in der besonderen Umgebung erwünscht sind, in der der Hahn benutzt wird. Bei dieser Abwandlung ist, wie zuvor beschrieben wurde, die äussere Oberfläche des Sitzes 25 in der Nähe seines äusseren Endes mit einer Eindrehung 40 versehen, um einen Einsatz 41 aus"Teflon"od. dgl. aufzunehmen ; dessen freiliegende Oberfläche die Schulter 35 bildet, gegen die sich die Oberfläche 36. am Dichtring 29a abdichten lässt.
Wie im Falle der vorher beschriebenen Erfindungsmuster ist also die eine abdichtende Oberfläche zwischen dem Sitz und dem Dichtring 29a aus"Teflon"gefertigt, das einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten hat, so dass der Sitz nicht nur frei ist, um leicht in axialer Richtung zu gleiten, sondern auch frei ist, um sich mit geringstmöglicher Störung mitzudrehen, wenn die Klauen 26 (Fig. l) mit den Zähnen am inneren Ende des Sitzes zusammenarbeiten.
Bei dem andern, in Fig. 5 veranschaulichten Erfindungsmuster weichen den Sitz 42 und den Dichtring 41a aus "Teflon" zum Abdichten zwischen dem Sitz und der Führung 14 von den zuvor beschriebenen
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Sitz- und Dichtringen 29 und 29a insofern ab, als sie sich aneinander längs axial verlaufender Oberflächen anschmiegen können. Es wird also keine axiale Kraft von der Feder 30 durch den Dichtring zur Vorbelastung des inneren Sitzendes gegen das Hahnküken übertragen. Im Gegenteil, diese Axialkraft in ihrer Gesamtheit wird auf den Dichtring 41a über einen länglichen Druckring 42a zwischen dem Dichtring und dem Kopf des Federringes 30 übertragen.
Der Verschleissring 28 am inneren Eide des Sitzes 42 kann dem entsprechenden Ring des andern Erfindungsmusters ähneln, obwohl er in die abdichtende Anschmiegung an das Hahnküken 15 mit Hilfe einer getrennten Feder 43 vorgespannt wird, die zwischen der Feder 30 und dem äusseren Ende des Sitzes 42 angeordnet ist. Wie man in Fig. 5 sieht, enthält die Feder 43 eine toroidförmige Wicklung, die etwas abgeflacht ist und einen geflanschten Haltering 44 umgibt, der bei 45 an der Führung 14 angeschweisst ist, um einen Teil des Hahngehäuses zu bilden. Die Feder wird zusammengedrückt, um eine Kraft auszuüben, die verhältnismässig klein im Vergleich mit der Kraft ist, die durch die Feder 30 auf das äussere Ende des Sitzes 42 ausgeübt wird.
Aus dem vorstehenden kann man erkennen, dass diese Erfindung wohl geeignet ist, um sämtliche oben auseinandergesetzten Zwecke und Ziele zusammen mit weiteren Vorteilen zu erreichen, die offensichtlich und dem Gerät eigentümlich sind.
Selbstverständlich können gewisse Merkmale und Unterkombinationen nützlich sein und ohne Bezug auf andere Merkmale und Unterkombinationen benutzt werden. Dies ist in Betracht gezogen und liegt im Rahmen der Ansprüche.
Da viele mögliche Muster von der Erfindung gefertigt werden können, ohne von ihrer Idee abzuweichen. soll natürlich die gesamte, hier vorgetragene oder in den Begleitzeichnungen dargestellte Materie nur im erläuternden, nicht im abgrenzenden Sinn ausgelegt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Absperrvorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Kammer, die zwischen mit der Aussenseite des Gehäuses in Verbindung stehenden Kanälen angeordnet ist und in welcher ein zwischen einer Durchlassstellung und einer Absperrstellung bewegliches Absperrorgan angeordnet ist, an dem mit seinem inneren Ende ein Sitzring anliegt, der in einem Kanal axial verschiebbar geführt ist, innerhalb dessen im Gehäuse eine dem Absperrorgan abgekehrte Schulter vorgesehen ist, an welcher ein den Sitzring umschliessender Dichtring anliegt, gekennzeichnet durch Federmittel (30, 43), durch welche der Dichtring (29, 41) abdichtend gegen die Gehäuseschulter (33) und den Sitzring (25 bzw. 42) und der Sitzring wieder mit geringerem Druck gegen das Absperrorgan (15) gepresst ist.
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Shut-off device
The invention relates to a shut-off device with a housing with a chamber which is arranged between ducts communicating with the outside of the housing and in which a shut-off device is arranged, which can be moved between a passage position and a shut-off position and on which a seat ring rests with its inner end is guided axially displaceably in a channel, within which a shoulder facing away from the shut-off element is provided in the housing, against which a sealing ring surrounding the seat ring rests.
In a known shut-off device of the aforementioned type, a spring acts on the seat ring, which spring presses the seat ring against the shut-off element. The spring acting directly on the seat ring now causes the sealing ring to be pressed against the shut-off element with a relatively large force. As a result, a fairly high torque is required to operate the shut-off element.
The invention is now based on the object of designing a shut-off device of the type mentioned at the outset in such a way that the shut-off element can be moved relatively easily while maintaining a perfect seal.
This is now achieved according to the invention by spring means, by means of which the sealing ring is pressed against the housing shoulder in a sealing manner and the seat ring and the seat ring is pressed again with less pressure against the shut-off element.
This configuration according to the invention achieves a perfect seal, since the sealing ring is pressed firmly against the housing shoulder and the seat ring by the spring force. Part of the spring force also acts on the seat ring, which is thereby pressed against the shut-off element. However, the component of the spring force acting on the seat ring is so small that the shut-off element can still be operated properly.
The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments.
In the drawings, the same reference numbers have been used for the same parts. Fig. 1 is a longitudinal section of a slide constructed in accordance with the preferred inventive pattern with the locking member in the open position. Fig. 2 is an enlarged section of part of the upstream seat of such a slide, but with the locking member in the closed position. Figure 2A is a further enlarged section of the sealing ring and part of the seat and biasing means of the slide of Figures 1 and 2; however, all of these parts have advanced from the positions shown in broken lines to the locking member. Fig. 3 is a view similar to Fig. 2 of a modified form of the preferred inventive pattern.
Fig. 4 is a view similar to Fig. 2A of another variation of the preferred inventive pattern. Fig. 5 is a view similar to Figs. 2 and 3 of another inventive design in which the preload is performed with two separate spring elements.
In detail, the above drawings show the cock 10 first in FIG. 1; it includes a tap housing 11 with a chamber 12 therein between guides 13 and 14 communicating with the opposite housing ends. A cock plug 15 with an opening 16 therein can be moved within the chamber between an open position in which the opening is aligned with the guides 13 and 14 (see Fig. 1) and a closed position in which this opening is transverse to the guides stands, turn. As can be seen in Fig. 1, the cock plug is essentially spherical and is
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opposite ends received for rotation with the aid of pins 17 and 18 in bearings 19 and 20 on the housing.
As Figure 1 further shows, the pin 17 protrudes outwardly from the tap housing to present an end 21 for connection to a suitable tool for rotating the tap between the open and closed positions; the pin is surrounded by a sealing ring 22 within the bearing 19 in such a way that the escape of line fluid from the chamber 12 is prevented.
A flange 23 is connected to the end of each guide 13 and 14 of the faucet body and has an inner tube 24 which fits snugly into this guide to retain an annular seat 25 which is received to engage the faucet plug with its inner end 15 to hug. As can be seen in Fig. 1, the opening 16 through the plug 15, the bore through the seats 25 and the inner diameter of the flanged pipe pieces 24 form a steady flow passage through the plug in the open position of the plug.
As FIG. 1 also shows, the cock plug 15 carries on each of its sides a pair of claws 26 for engagement with teeth 27 provided around the inner end of each seat 25. These claws are arranged and guided so that they each seat around a predetermined one Rotate the amount around its axis each time the stopcock plug is moved from the closed to the open position. In this way, the wear around the seat as a result of the liquid impact during the opening and closing of the cock plug is evenly distributed around the circumference.
At the inner end of each seat body there is an annular groove which has a wear ring 28 made of deformable sealing material, e.g. B. made of polytetrafluoroethylene (known under the brand name "Teflon"), which hugs the cock plug in a sealing manner. In particular, as will be described below, each seat can sealingly slide axially and rotatably with respect to the guide in which it sits, so that the line fluid attacking its outer end urges the wear ring 28 to nestle closer to the surface of the plug . So if z. B. the guide 14
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Fluid pressure upstream of the inlet when the valve is closed, the seat and wear ring tightly nestle against the valve plug.
Obviously, the arrangement of the identical seat on the opposite side of the cock plug allows a flow reversal, so that the guide 13 would then represent the inlet of the cock.
As best seen in Figure 2, the ring 28 protrudes from the inner end of the seat body so that it is the first to contact the cock plug. In particular, the inner end of the ring 28 is designed so that it forms a seal with the cock plug via an annular surface which is defined by its inner and outer diameter. Regardless of whether this ring is made of "Teflon" or some other deformable sealing material, the force with which it is initially biased against the cock plug 15 directly affects the torque required when moving the cock plug between open and closed positions.
As already mentioned, part of the opening 16 passing through the cock plug also migrates past part of the wear ring 28 and exposes it when the cock plug rotates. During the time in which the inner end of the wear ring is not supported, it will, if it is pretensioned too much. expand into the opening in such a way that when the opposite part of the opening passing through the cock plug wanders past, part of the ring can be sheared off or at least damaged to such an extent that it no longer forms an effective seal with respect to the cock plug.
As shown in FIGS. 1, 2 and 2A, a ring 29 of sealing material, for. B. "Teflon" the seat 25 for sealing between it and the guide 14. As FIGS. 1 and 2 also show and as will be described in more detail below, both the sealing ring 29 and the wear ring 28 are in a sealing nestling between the seat and the housing or between the seat and the cock plug with the aid of a washer spring 30 which is active between the pipe section 24 and a ring 31 made of hard material; the latter presses between the head of the spring ring and the outer side of the sealing ring 29.
As also shown in Figures 1 and 2, an O-ring 32 is carried around the seat 25 within the sealing ring 29 to create an obstruction for small solid particles to flow back between the seat and the guide into the cavity for the sealing ring 29 prevents.
As shown in FIGS. 2 and 2A, there is a shoulder 33 on the tap housing in the guide 14, which widens outwardly with respect to the guide axis and is attached to the chamber 12 by a similarly beveled, annular surface 34 on the outer surface of the sealing ring 29 shows away. Also on the seat 25 is a shoulder 35 for the purpose of snuggling through a beveled surface 36 on the inner surface of 29. The shoulders 33 and 35 form al-
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such an outwardly opening groove into which the converging surfaces 34 and 36 of the sealing ring 29 fit quickly.
More specifically, the inner and outer annular surfaces 36 and 34, respectively, on the sealing ring 29 intersect with one another at one end and with an end face of the ring at the other end; the intersection of the inner surface with the end face lies radially inside the intersection of the outer surface with this end face, which is also radially outside the intersection of these surfaces with one another.
The spring ring 30 is held between the flange tube piece 24 and the pressure ring 31 in such a way that it transmits sufficient force to the sealing ring 29 to raise its internal tension beyond the elastic limit of the "Teflon". This causes the surfaces 34 and 36 of the ring to form a uniform seal along the shoulders 33 and 35, respectively, and to transmit some of the spring force to the seat and thus to the wear ring 28. As previously indicated, the part of the force transmitted in this way depends on the ratio of the areas of the surfaces 34 and 36 projected onto a plane transverse to the guide axis. As can be seen from FIGS. 1 and 2. the force biasing the ring 28 is about a quarter of the force with which the sealing ring 29 is biased.
Of course, the widening of the shoulders and the corresponding inclination of the surfaces of the ring 29 can be set to different conditions.
When the seat 25 moves inward toward the cock plug from the position shown broken in FIG. 2A into the fully marked position, the sealing ring 29 contracts a little at the circumference when it moves inward along the shoulders 33 and 35. This slope of the shoulders also makes it easier to maintain a tight seal between the ring and the shoulders, since there is no need to flow around any sharp corners or bends. This bevel of the shoulder 33 also ensures better transmission of the force from the spring 30 when it causes the ring 29 to seal tightly against the seat shoulder 35.
In addition, since the material of the sealing ring 29 is pretensioned beyond its elastic limit, the surface of the shoulder 33 does not need to be machined smooth in order to maintain the tight fit, because the material can flow.
Furthermore, no rotation of the surface 34 of the sealing ring relative to the surface 33 is necessary.
The modification shown in FIG. 3 is similar to what was previously described in connection with FIGS. 1, 2 and 2A, with the exception that the outer end of the seat 25 at 37 has a diameter that is essentially the same as the outer diameter of the wear ring 28 is reduced to reciprocate in an annular body 38 received by the end of the guide 14. In this way, the liquid in the chamber 12 is free to operate on equal and opposite surfaces on the seat ring and to balance these, as far as the line pressure in the tap is taken into account.
In this case, the ring 32 is carried around the reduced diameter 37 of the seat to cooperate with an opposing surface on the ring body 38 to protect the sealing ring 29.
This ring body 38 is inserted through the end of the guide 14 prior to the installation of the flange tube piece 24 and carries a sealing ring 39 made of "Teflon" od. Like. Which is held against a shoulder 39a in the guide so as to form part of the tap housing as a result. The body shoulder 33, to which the surface 34 of the sealing ring 29 hugs, is carried on this separate adapter body and the force of the spring 30 on this sealing ring is transmitted through this shoulder to yield the sealing ring 39 against the shoulder 39a in the manner described to urge.
It should be noted in this regard that the shoulder 39a occupies the same place as the shoulder 33 in the inventive pattern described in FIGS. 1, 2 and 2A, so that the seat arrangement of the modification of FIG. 3 with the seat arrangement of the above-described pattern is interchangeable.
In the modification shown in FIG. 4, the sealing ring 29a is made of another deformable sealing material as "Teflon". z. Lead, which may have other desirable properties that are desirable in the particular environment in which the faucet is used. In this modification, as previously described, the outer surface of the seat 25 is provided in the vicinity of its outer end with a recess 40 in order to insert an insert 41 made of "Teflon" or. like. to include; the exposed surface of which forms the shoulder 35, against which the surface 36 on the sealing ring 29a can be sealed.
As in the case of the previously described invention sample, the one sealing surface between the seat and the sealing ring 29a is made of "Teflon", which has a very low coefficient of friction, so that the seat is not only free to slide easily in the axial direction, but is also free to rotate with the least possible disturbance when the claws 26 (Fig. 1) cooperate with the teeth on the inner end of the seat.
In the other example of the invention illustrated in FIG. 5, the seat 42 and the sealing ring 41a made of "Teflon" for sealing between the seat and the guide 14 differ from those previously described
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Seat and sealing rings 29 and 29a insofar as they can cling to one another along axially extending surfaces. So there is no axial force transmitted from the spring 30 through the sealing ring to preload the inner seat end against the cock plug. On the contrary, this axial force in its entirety is transmitted to the sealing ring 41a via an elongated pressure ring 42a between the sealing ring and the head of the spring ring 30.
The wear ring 28 on the inner oar of the seat 42 can resemble the corresponding ring of the other invention pattern, although it is pretensioned into the sealing fit to the cock plug 15 with the aid of a separate spring 43, which is arranged between the spring 30 and the outer end of the seat 42 is. As seen in Fig. 5, the spring 43 includes a toroidal coil which is somewhat flattened and surrounds a flanged retaining ring 44 which is welded at 45 to the guide 14 to form part of the faucet body. The spring is compressed to exert a force that is relatively small compared to the force exerted by the spring 30 on the outer end of the seat 42.
From the foregoing it can be seen that this invention is well suited to achieve all of the purposes and objects set forth above, along with other advantages which are evident and inherent in the apparatus.
Of course, certain features and sub-combinations can be useful and used without reference to other features and sub-combinations. This is contemplated and is within the scope of the claims.
Since many possible patterns can be made by the invention without departing from its idea. Of course, all of the material presented here or shown in the accompanying drawings should only be interpreted in an explanatory and not in a delimiting sense.
PATENT CLAIMS:
1. Shut-off device with a housing with a chamber, which is arranged between channels communicating with the outside of the housing and in which a shut-off device movable between a passage position and a shut-off position is arranged, on which a seat ring rests with its inner end which is a channel is guided axially displaceably, within which a shoulder facing away from the shut-off element is provided in the housing, on which a sealing ring surrounding the seat ring rests, characterized by spring means (30, 43) through which the sealing ring (29, 41) sealingly against the housing shoulder (33) and the seat ring (25 or 42) and the seat ring is pressed again with less pressure against the shut-off element (15).